高效夹具：分度卡盘应用讨论

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众所周知的是，现代机械工业的生产特点为品种多、批量小、精度高、更新快。带来传统生产技术存在的问题：小批量生产采用先进工艺、专用工装不经济，但高、精、尖产品不用不行；现行生产准备周期长，赶不上产品更新需要；产品更新快，采用专用夹具造成积压。为解决这一矛盾，现代机床夹具往精密化、高效化、柔性化方向发展。我们今天谈谈一种高效的夹具。

老师：

图1

这个零件大家都认识吗?这是万向节轴十字叉轴，因其对称的外形和轴承安装面位置，要加工此类零件必须要固定的工装才能完成。在过去加工万向节轴十字叉轴需要在特殊的大容量机床上加工制造，设备成本高，所耗工时长。以前的时候 加工这类零件其实非常复杂，现在的话，出现了分度卡盘

图2 分度卡盘

用户：这种零件使用老工艺需要好几次装夹，有分度卡盘后高效了。我们这边有很多阀门公司要么改机要么换夹具

老师：分度卡盘的特点就是一次装夹即可实现自动分度, 对工件进行多面换位、多工序加工。还可按工件不同形状的要求, 设计组装成不同等分的自动旋转分度。

图3

分度卡盘的分度原理是：卡盘体中的组合式液压油缸可实现夹爪的夹紧一分度一锁紧定位一松开。为了使工件分度和锁紧(图b、c)。组合缸中有转位活塞缸和定位活塞缸，压力油经分油器进入油缸体。在卡盘的上下端各装一支夹紧工件的卡爪(图a)，其中一卡爪与分度方块相连，通过转位活塞拨动方块及卡爪转角，定位活塞锁紧定位，转角与锁紧动作互锁，即完成工件自动分度、旋转角度和锁紧定位。另一卡爪与夹紧活塞相连，通过活塞往复位移，对工件进行夹紧和松开。

用户：分度卡盘的定位精度大约多少？

用户：这个一般是多大压力，需要用油压缸？那精度会不会差了了么？

用户：我们加工过相似的零件，和SMW合作，当时要求垂直度0.02mm，还涉及到机床改造的部分，当时用的森精机机床。当时需要夹紧部分，分度部分，垂直度，还有同心度的要求。

老师：分度卡盘一次装夹即可实现自动分度, 对工件进行多面换位、多工序加工。可按工件不同形状的要求, 设计组装成不同等分的自动旋转分度。适用于自动车床, 稍加改进后还可用于铣床、饱床和磨床。

图4

分度卡盘的液压系统参考图4。由变量叶片泵供应系统压力油，分两路分别进入夹紧(松开)缸和分度(锁紧)缸，均由二位四通电磁阀控制活塞行程和换向为防止液压系统频繁换向产生的冲击，在进(回)油路前首末两端装有单向阀和蓄能器等装置。有朋友提到和SMW合作过，刚好我就以SMW的分度卡盘为例介绍一下

图5

图6

在分度轴上有一个三角形，正方形或多边形，分度轴“A”通过活塞“C”旋转，并由活塞“B”定位，需要由四根液压油管进行夹持和分度。如图，P1内有压力分度轴A，通过定位器B锁定在位置1，车削加工工件的第一个面。

图7

P2内有压力 (分度)定位器退回，松开分度轴A，分度头C向前移动，推动轴旋转45°。

图8

P1内有压力分度头C退回，定位器B向前移动，推动轴A旋转90°，并将其锁定于位置2，开始工件第二面的加工。这是它的一个大概的工作原理和场景。

图9

大家看的出来这个是什么吗？

用户：这是离心力补偿系统吗？

老师：对的，我来解释一下图9的系统：为减小由夹持活塞P和卡爪A产生的离心力所造成的夹紧力损失，采用了独特的液压系统设计；配重块M位于卡盘体内的一个径向孔内，该孔通过单向阀与液压回路联接；在旋转过程中，由配重块所产生的压力增加了夹持活塞的压力，补偿由于离心力所造成的夹紧力损失。

用户：这个有设备做型简单，做到实用，达到精度和稳定性还很难。玉环就有一家在做，精度做阀门和液压管件没有问题，做汽车部件，可能不行

用户：SMW Autoblok的分度卡盘的质量和稳定性，刚性，耐用性，精度还是相当OK的，国内最早的有98年的卡盘，Axn680的，现在安徽应流还在用。因为我目前接触比较多，现在浙江的万向钱潮最早是2000年用的，目前有40多套，分度卡盘的精度不是他的优势，主要是效率

用户：不否定分度卡盘的实用性，具体也要看产品精度，针对自己的产品选择最高效的工装夹具才是王道

用户：别看分度卡盘成熟品，以国内有几家能做好技术，分度卡盘能做，配的模具要求不是谁家都能做好，分度卡盘以前做万向十字节，现在做的很多很多，传动轴类、阀门类、挂机体、等另件

用户：分度卡盘的动平衡很重要，做得好主轴转速可以达到2500转，精度需要调节，上下爪的中心线跟主轴中心线需要调的，每个工件要配一套卡爪，上下爪。

用户：这些的，动平衡怎么解决的，大神分享下。自动回转时，三端都不同，或两端都不同，怎样补偿，没看出来

用户：分度卡盘价格较高，它的缺点就是体积大受设备限制，高转速时动平衡不太好做，加工件有部位可能是埋在卡盘里的，得改变刀具去加工效率会有一定影响，刀具成本会相应增加，加工件可能会动夹紧力不够，能对中夹得刚性和强度，精度不一定好，其它都好。

用户：这个要分度卡盘设计改配重，和模具设计好就可以解决，看做什么样工件的。

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